Σύστημα Διανομής Ατμού: Σχεδίαση, Λειτουργία και Συντήρηση
Ένα σύστημα κατανομής ατμού είναι ένα βασικό σύνδεσμο μεταξύ του γεννήτρια ατμού και του χρήστη ατμού σε κάθε εγκατάσταση παραγωγής. Μεταφέρει ατμό από την κεντρική πηγή στο σημείο χρήσης με την κατάλληλη ποιότητα, ποσότητα και πίεση. Αυτός ο οδηγός θα εξετάσει τις μεθόδους σχεδιασμού, λειτουργίας και διατήρησης ενός αποδοτικού και ασφαλούς συστήματος κατανομής ατμού.
Τι είναι ένα σύστημα κατανομής ατμού?
Ένα σύστημα κατανομής ατμού ορίζεται ως δίκτυο αγωγών, βαλβίδων, συνδέσεων και αξεσουάρ που μεταφέρουν ατμό από την κατεργάστρα ή την εγκατάσταση συνενώσεως προς την εξοπλισμό που χρησιμοποιεί ατμό στην εγκατάσταση παραγωγής.
Το σύστημα κατανομής ατμού μπορεί να χωριστεί σε δύο μέρη: τους κύριους αγωγούς και τους διακόπτες. Οι κύριοι αγωγοί είναι οι μεγάλες αγωγοί που μεταφέρουν ατμό από την κατεργάστρα προς τη γενική κατεύθυνση της εγκατάστασης. Οι διακόπτες είναι οι μικρότερες αγωγοί που μεταφέρουν ατμό από τους κυρίους αγωγούς προς την άμεση εξοπλισμό.
Οι βασικοί στόχοι ενός συστήματος κατανομής ατμού είναι:
Να παρέχει ξηρό και εξατμισμένο ατμό στη διαδικασία με την απαιτούμενη πίεση και θερμοκρασία.
Να ελαχιστοποιεί τις απώλειες θερμότητας και την κόνδυση στους αγωγούς και τις συνδέσεις.
Να προλαμβάνει την υδροκόπη, την ερόσιον, την οξείδωση, το θόρυβο και άλλα προβλήματα που προκαλούνται από ανεπάρκεια σχεδιασμού ή λειτουργίας.
Να μειώνει τα κεφαλαιακά και λειτουργικά έξοδα με την βελτιστοποίηση του μεγέθους του αγωγού, της απομόνωσης, της υποστήριξης και της διάταξης.
Σχεδιασμός Συστήματος Κατανομής Ατμού
Ο σχεδιασμός ενός συστήματος κατανομής ατμού περιλαμβάνει πολλούς παράγοντες, όπως:
Εργασιακή πίεση παραγωγής ατμού: Αυτή είναι η μέγιστη πίεση με την οποία η κατεργάστρα ή η εγκατάσταση συνενώσεως μπορεί να παράγει ατμό. Εξαρτάται από τον τύπο και την δυνατότητα της κατεργάστρας, το καύσιμο που χρησιμοποιείται και τις απαιτήσεις της διαδικασίας.
Ελάχιστη απαιτούμενη πίεση στο τέλος της διαδικασίας: Αυτή είναι η ελάχιστη πίεση με την οποία ο εξοπλισμός που χρησιμοποιεί ατμό μπορεί να λειτουργεί αποτελεσματικά και ασφαλώς. Εξαρτάται από τον τύπο και την δυνατότητα του εξοπλισμού, τις συνθήκες της διαδικασίας και τα μέτρα ασφαλείας.
Απώλεια πίεσης στο σύστημα: Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ της εργασιακής πίεσης παραγωγής ατμού και της πίεσης της διαδικασίας. Προκαλείται από την τριβώδη αντίσταση στους αγωγούς και τις συνδέσεις, την κόνδυση στους αγωγούς λόγω μεταφοράς θερμότητας στο περιβάλλον και τις βαλβίδες μείωσης πίεσης (PRVs) εάν χρησιμοποιούνται.
Ποιότητα ατμού: Αυτή είναι μια μέτρηση του πόσο ξηρός και εξατμισμένος είναι ο ατμός. Εξαρτάται από τον σχεδιασμό, τη λειτουργία και την διατήρηση της κατεργάστρας, καθώς και από το σύστημα απομόνωσης κόνδυσης. Χαμηλή ποιότητα ατμού μπορεί να οδηγήσει σε υγρό ατμό, που μπορεί να προκαλέσει προβλήματα όπως ερόσιον, οξείδωση, υδροκόπη, μειωμένη αποδοτικότητα μεταφοράς θερμότητας και βλάβη στον εξοπλισμό.
Για τον σχεδιασμό ενός συστήματος κατανομής ατμού που επιτυγχάνει αυτούς τους στόχους και παράγοντες, μερικά βασικά βήματα είναι:
Καθορίστε την απαίτηση ατμού για κάθε εξοπλισμό σε όρους ροής μάζας, πίεσης, θερμοκρασίας και ποιότητας.
Επιλέξτε μια κατάλληλη εργασιακή πίεση παραγωγής ατμού που μπορεί να εξασφαλίσει την ελάχιστη απαιτούμενη πίεση στο τέλος της διαδικασίας με επαρκή περιθώριο για την απώλεια πίεσης στο σύστημα.
Υπολογίστε την απώλεια πίεσης σε κάθε τμήμα του συστήματος χρησιμοποιώντας εμπειρικές τύπους ή λογισμικά εργαλεία. Λάβετε υπόψη παράγοντες όπως διάμετρος αγωγού, μήκος, ρυθμίζοντας, στροφές, συνδέσεις, βαλβίδες, πάχος απομόνωσης, θερμοκρασία περιβάλλοντος, κλπ.
Επιλέξτε ένα κατάλληλο μέγεθος αγωγού για κάθε τμήμα του συστήματος που μπορεί να μεταφέρει την απαιτούμενη ροή ατμού με ελάχιστη απώλεια πίεσης και κόστος. Χρησιμοποιήστε τυπικά μεγέθη αγωγών και αποφύγετε αναγκαίες αλλαγές στο μέγεθος.
Εγκαταστήστε PRVs όπου απαιτείται για τη μείωση της πίεσης ατμού για να ταιριάζει σε διαφορετικές ζώνες διαδικασίας ή εξοπλισμό. Χρησιμοποιήστε διαχωριστικά προηγουμένως των PRVs για την αφαίρεση κόνδυσης και την εξασφάλιση υψηλής ποιότητας ατμού. Χρησιμοποιήστε ασφαλείς βαλβίδες μετά τις PRVs για την προστασία του συστήματος από υπερπίεση εάν οι PRVs αποτύχουν.
Εγκαταστήστε αρκετά συστήματα αφαίρεσης κόνδυσης, όπως παγίδες ατμού, βαλβίδες εκκένωσης και πάμπς κόνδυσης, κατά μήκος του συστήματος για να προλαμβάνεται η συσσώρευση κόνδυσης και να εξασφαλίζεται η μεταφορά ξηρού ατμού. Χρησιμοποιήστε διαφορετικούς τύπους παγίδων ατμού ανάλογα με την εφαρμογή, όπως θερμικές ή μηχανικές παγίδες. Λάβετε υπόψη παράγοντες όπως τύπος εγκατάστασης (μεμονωμένη ή ομαδική εκκένωση), φορτίο κόνδυσης (συνεχής ή διακοπτόμενη), λειτουργική πίεση και θερμοκρασία (υψηλή ή χαμηλή), κλπ.
Παρέχετε κατάλληλα συστήματα επέκτασης και υποστήριξης αγωγών για την εξασφάλιση της θερμικής επέκτασης και συρρίκνωσης των αγωγών λόγω αλλαγών θερμοκρασίας. Χρησιμοποιήστε ενώσεις επέκτασης ή βρόχους όπου απαιτείται για την επέκταση των αγωγών χωρίς την προκλήση έντασης ή διαρροής. Χρησιμοποιήστε κρεμαστήρες ή υποστηρίξεις σε κανονικές διαστάσεις για την πρόληψη κούνησης ή ταλαντώσεων των αγωγών.
Παρέχετε αρκετή απομόνωση για όλους τους αγωγούς και τις συνδέσεις για τη μείωση των απωλειών θερμότητας και της κόνδυσης. Χρησιμοποιήστε κατάλληλα υλικά απομόνωσης ανάλογα με τη θερμοκρασία, την αντοχή σε υγρό, την αντοχή σε πυρ, κλπ. Αποφύγετε κενά ή βλάβες στην απομόνωση που μπορεί να εκτίθεται στους αγωγούς στο περιβάλλον.
Παρέχετε κατάλληλη αεροποίηση για όλους τους κλειστούς χώρους όπου βρίσκονται οι αγωγοί για την πρόληψη υπερθέρμανσης ή συσσώρευσης υγρού. Χρησιμοποιήστε αεροδυτικά ή ανεμιστήρες όπου απαιτείται για την εξασφάλιση αεροκυκλοφορίας.
